中國半導體市場(chǎng)已處于變革前夜

　　導讀

　　外資的引入在一定程度上推進(jìn)了國內材料和設備的國產(chǎn)化進(jìn)程。應特格表示，希望推動(dòng)中國電子特殊氣體制造的國產(chǎn)化，“所有的技術(shù)都會(huì )轉移至泉州的新工廠(chǎng)”。

　　中國以芯片為代表的集成電路制造和其背后龐大而神秘的產(chǎn)業(yè)鏈正吸引世界的目光。

　　在距離泉州市永春縣城1小時(shí)車(chē)程的下洋鎮大榮村，遠離村落的地方，一座占地80畝的工廠(chǎng)，正在制造世界上最先進(jìn)的半導體離子注入材料。

　　這是國內特殊化學(xué)品制造商和經(jīng)銷(xiāo)商福建博純材料公司位于泉州的工廠(chǎng)。5個(gè)月前，來(lái)自美國的特殊材料公司應特格(Entegris)與博純簽訂協(xié)議，在博純泉州工廠(chǎng)共同擴張工廠(chǎng)產(chǎn)能，制造Entegris特殊化學(xué)品。日前，工廠(chǎng)產(chǎn)能到位，從該工廠(chǎng)制造的首批合格氣體產(chǎn)品正在運往國內客戶(hù)途中。

　　在同樣由泉州市管轄的晉江，1年前，中國臺灣晶圓代工廠(chǎng)聯(lián)電(UMC)，在此與福建省晉華集成電路(集成電路)公司簽約合作的12英寸廠(chǎng)奠基。

　　離晉江1小時(shí)車(chē)程的廈門(mén)，臺灣聯(lián)華電子和廈門(mén)合建的聯(lián)芯集成12英寸晶圓廠(chǎng)也在去年底試生產(chǎn)。

　　更多來(lái)自中國臺灣地區或國外的產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)在本土落地，同時(shí)中芯國際等也在崛起。與許多產(chǎn)業(yè)一樣，集成電路產(chǎn)業(yè)正走在一條引進(jìn)、消化吸收與自主研發(fā)并行的路上。

　　不過(guò)，中國工程院院士倪光南曾表示，“中國沒(méi)有一樣先進(jìn)技術(shù)是國外廠(chǎng)商給我們的，都是在別人的圍堵下自己研發(fā)的?！?在圍攻之下，半導體制造的主導權或許正處于變革前夜。

　　高階技術(shù)壁壘

　　電子氣體作為一種非常重要的半導體材料，參與到幾乎每一個(gè)芯片制造環(huán)節中，廣泛應用于薄膜、刻蝕、摻雜、氣相沉積、擴散等工藝。

　　除了純氣外的電子特種氣體約占集成電路材料總成本5%-6%。雖然占比不大，但是很大程度上決定了半導體器件的良率。

　　應特格看中了中國對于電子氣體不斷上升的需求。據SEMI的數據，預計未來(lái)全球將有62 座新建晶圓廠(chǎng)投產(chǎn)，中國在2017-2020 年將有26 座晶圓廠(chǎng)投產(chǎn)，投資計劃占全球新建晶圓廠(chǎng)數量的42%。

　　雖然市場(chǎng)廣闊，但目前國內高純氣體市場(chǎng)幾乎全部依賴(lài)進(jìn)口，主要生產(chǎn)供應商是美國氣體化工(APCI)、美國普萊克斯(Praxair)、日本昭和電工(Showa Denko)、英國B(niǎo)OC 公司、法國液化空氣(Air Liquid)、日本酸素公司等。

　　博純材料董事會(huì )主席兼首席執行官陳國富表示，造成這一狀況的原因是國外公司不愿意在中國設廠(chǎng)，向國內轉移合成氣體技術(shù)，將技術(shù)本地化。所以，應特格也是首家在中國本地化生產(chǎn)特殊氣體產(chǎn)品的國際材料公司。

　　另外，中國本土氣體公司生產(chǎn)工藝、分析純化技術(shù)等很難達到要求越來(lái)越高的晶圓制造的要求。

　　“半導體走到10納米節點(diǎn)，從顆粒和雜質(zhì)來(lái)說(shuō)，半導體特殊氣體的要求比其他高1000倍以上?！碧厥獠牧吓c工程材料事業(yè)部總經(jīng)理暨資深副總Stuart Tison介紹，“打個(gè)比方，特殊氣體所需要的純度，相當于在整個(gè)江蘇省的范圍內不能有兩個(gè)硬幣大小的灰塵;或者說(shuō)，相當于尼亞加拉大瀑布一天的水量中不能有超過(guò)一滴水大小的金屬雜質(zhì)?！?/p>

　　Stuart Tison表示，生產(chǎn)氣體本身不是很難的事情，但非常高純度的氣體要求嚴格，需要沒(méi)有任何雜質(zhì)。

　　“半導體氣體生產(chǎn)的瓶頸很多，從原材料純度開(kāi)始，到合成工藝、對于溫度和壓力的控制，再到提純方法，以及封裝過(guò)程中對于雜質(zhì)的控制，都會(huì )影響到整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量?！辈┘儾牧袭a(chǎn)品經(jīng)理施宏偉指出，氣體雜質(zhì)分析也是比較大的瓶頸，可能存在一兩項沒(méi)辦法檢測，導致整個(gè)流程一直卡殼。

　　“半導體特殊氣體的安全性的問(wèn)題更重要，只要百萬(wàn)分之三的濃度，就可以致人死亡?！盨tuart Tison說(shuō)。所以，氣體的包裝和儲運也是該行業(yè)的技術(shù)壁壘之一。

　　在2016年，博純就開(kāi)始代工應特格在芯片制造工藝中的壟斷性專(zhuān)利產(chǎn)品——SDS。所謂的SDS指的是用于特殊氣體材料運輸的鋼瓶，通過(guò)特殊工藝，能夠從根本上消除高危氣體泄漏的可能性。全球半導體離子注入氣體市場(chǎng)80%以上由SDS方式存儲運輸。

　　國產(chǎn)化契機

　　根據IC insights的數據，在2007年中國大陸集成電路制造產(chǎn)值為45.9億美元，僅占全球的份額1.96%，但到2012年，大陸集成電路制造產(chǎn)值迅速上升到89.1億美元，全球份額也提升到3.50%。預計至2017年底，大陸集成電路制造占全球的份額有望達到7.73%。

　　產(chǎn)線(xiàn)建設直接帶動(dòng)了設備市場(chǎng)。根據上海證券研報，2018 年中國半導體設備市場(chǎng)規模將達到110.4 億美元，同比增長(cháng)61.4%，中國將成為全球第二大的半導體設備市場(chǎng)。

　　而從上游的材料市場(chǎng)看，中國半導體行業(yè)協(xié)會(huì )信息交流部主任任振川指出，以晶圓產(chǎn)業(yè)為例，在未來(lái)3-5年，可以保持20%左右的增長(cháng)。

　　晶圓是集成電路器件的載體，晶圓尺寸越大，同一圓片上可生產(chǎn)切割的芯片就越多，可以極大的降低產(chǎn)品成本。

　　近幾年，晶圓制造環(huán)節加速向大陸轉移，特別是隨著(zhù)12英寸逐漸開(kāi)始成為國際大廠(chǎng)的主要技術(shù)產(chǎn)品，國內引進(jìn)和自建了不少12英寸晶圓生產(chǎn)線(xiàn)，還有部分在規劃中。

　　全球頂級的IDM廠(chǎng)商三星、英特爾和SK海力士分別在西安、大連和無(wú)錫建設各自在中國的第二條12英寸晶圓生產(chǎn)線(xiàn)，主要用于生產(chǎn)包括3D NAND和DRAM在內的存儲器產(chǎn)品。全球最大代工廠(chǎng)臺積電更是在南京獨資30億美元建設12英寸產(chǎn)線(xiàn)。大陸的中芯國際、華力微電子、上海華虹宏力等也相繼公布新的12英寸晶圓廠(chǎng)建廠(chǎng)計劃。

　　其中，合作成為了比較普遍的趨勢。除了前文提到的聯(lián)芯集成和晉江集成，晶合集成也是合資工廠(chǎng)的代表。除了與中國臺灣地區的晶圓代工大廠(chǎng)合作之外，重慶、江蘇淮安等地就12英寸晶圓生產(chǎn)線(xiàn)相關(guān)事宜分別與格羅方德和德科瑪達成合作。

　　外資的引入在一定程度上推進(jìn)了國內材料和設備的國產(chǎn)化進(jìn)程。對于此次合作，應特格表示希望幫助推動(dòng)中國電子特殊氣體制造的國產(chǎn)化，“所有的技術(shù)都會(huì )轉移至泉州的新工廠(chǎng)”。

　　應特格企業(yè)市場(chǎng)副總裁楊文革認為，現在更多的注意力還是在設備市場(chǎng)。但不應該投入太多，這批晶圓廠(chǎng)建設完之后，設備需求會(huì )下降很多，但材料需求會(huì )一直持續。

　　任振川也表示，“國內的材料市場(chǎng)非常具有潛力。據統計，國內的材料只能滿(mǎn)足國內需求的百分之一。我們對于外資企業(yè)并不排斥，而是本著(zhù)開(kāi)放共享的原則，和大家一起發(fā)展?！?/p>

　　楊文革指出，因此，應特格目前沒(méi)有考慮在中國單獨設廠(chǎng)，“中國的制造成本優(yōu)勢不如之前，現在主要是為了本地化生產(chǎn)，縮短供應時(shí)間。同時(shí)，中國的客戶(hù)偏愛(ài)國產(chǎn)化的產(chǎn)品。在中國做，如果只是開(kāi)一個(gè)廠(chǎng)對雙方幫助都不大，還不如和中國公司合作，幫助他們國產(chǎn)化。開(kāi)廠(chǎng)不是很難的事情?！?/p>

　　雖然目前的建廠(chǎng)主力還是國外企業(yè)或臺資代工廠(chǎng)，但海通證券電子元器件行業(yè)分析師陳平預計，由外資主導中國半導體晶圓制造業(yè)發(fā)展的格局會(huì )很快轉換。2017年后，內資廠(chǎng)商將主導大陸晶圓廠(chǎng)的建設，在這種主導權的切換下，大陸半導體產(chǎn)業(yè)鏈將深度受益。